ITMI940877A1 - Contatto per interruttori elettrici - Google Patents

Description

"Contatto per interruttori elettrici"

La presente invenzione si riferisce ad un contatto elettrico per fornire contatto elettrico fra un elemento femmina ed un elemento maschio inserito mobile assialmente in esso e sempre in presa. In particolare, il contatto descritto è vantaggiosamente impiegabile per elementi di contatto in interruttori elettrici nei quali una parte mobile di contatto è 'inserita assialmente in ima sede nella parte fissa.

Nella tecnica è ben conosciuto il problema di condurre una corrente elettrica fra due elementi mobili, garantendo sia una ottima conduzione elettrica sia una buona scorrevolezza reciproca dei due elementi . La migliore conduzione elettrica si ottiene con una elevata superficie di contatto elettrico, fornendo un elemento di contatto multiplo agente elasticamente per evitare che il contatto si allenti anche solo parzialmente o temporaneamente . Sono ad esempio in uso fasce in materiale metallico in cui sono ricavate per tranciatura una serie di lamelle trasversali, piegate ad arco. La fascia è avvolta circonferenzialmente entro una sede nell'apertura dell'elemento femmina, per disporsi con l'inviluppo degli apici delle lamelle definente una sede cilindrica in cui l'elemento maschio si inserisce con interferenza, in modo tale che ciascuna lamella garantisca un contatto elettrico elastico fra gli elementi. Si ha così un buon contatto elettrico e meccanico fra l ' elemento maschio e l'elemento femmina. Il sistema è però costoso a causa della complessità costruttiva e della relativa delicatezza delle lamelle, che richiedono tolleranze ristrette ed accurato controllo.

Scopo della presente invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti della tecnica nota fornendo un gruppo di contatto elettrico fra un elemento femmina ed un elemento maschio mobili relativamente e sempre connessi tra loro, che garantisca una continuità èlettrica ottimale e, contemporaneamente, una buona scorrevolezza reciproca dei due elementi sia assialmente che, eventualmente, in rotazione.

In vista di tale scopo si è pensato di realizzare, secondo l’invenzione, un contatto mobile per interruttori elettrici comprendente un corpo fisso in cui è ricavata una sede che accoglie scorrevolmente un corpo mobile cilindrico, nella parete interna della sede essendo presente un incavo circonferenziale entro cui è alloggiato un elemento conduttore comprendente una pluralità di porzioni cedevoli che appoggiano sul corpo mobile, caratterizzato dal fatto che detto elemento conduttore è costituito da una molla a spirale cesi sezione allungata avente dimensione trasversale minore che è maggiore della distanza tra il fondo dell'incavo e la superficie esterna del corpo mobile, il corpo mobile determinando il coricamento delle spire della molla con allontanamento del piano medio di dette spire dalla posizione di riposo radiale rispetto alla sede.

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, una possibile realizzazione esemplificativa applicante tali principi. Nei disegni:

-figura 1 rappresenta una vista parziale in sezione longitudinale di un gruppo di contatto secondo il trovato, in una posizione disinserita;

-figura 2 rapprèsenta una vista parziale degli elementi di figura 1, in una posizione inserita;

-figura 3 rappresenta una vista in sezione trasversale presa lungo la linea III-III di figura 1;

-figura 4 rappresenta una vista in sezione trasversale presa lungo la linea IV-IV di figura 2.

Con riferimento alle figure, in figura 1 è mostrato schematicamente la sezione di contatto di un interruttore ad innesto assiale, per il resto di tecnica nota e perciò non ulteriormente mostrato. Secondo i principi innovativi qui rivendicati, il contatto comprende un elemento di contatto fisso 11 di tipo femmina individuante una sede cilindrica nel quale è inseribile un complementare elemento di contatto mobile 14 di tipo maschio. I due elementi di contatto sono reali zzati in adatto materiale elettricamente conduttivo. Sulla parete laterale della sede di inserimento è presente un incavo o scanalatura circonferenziale 15 accogliente una molla a spirale 13 di adatto materiale conduttore, ad esempio bronzo fosforoso, lega di rame e berillio, eventualmente argentata, ecc. . Il diametro dell'elemento maschio è tale da lasciare un gioco fra la sua parete laterale e la sede nell ' elemento fisso.

Eventualmente , sulla parete della sede può anche essere previsto un anello di guida 12 in materiale a basso attrito, cane teflon o PTFE caricato con grafite, per assicurare il centraggio dell'elemento 14 nella sede e garantire la tenuta' meccanica del contatto stesso in seguito alle sollecitazioni elettrodinamiche .

Cane bene si vede in figura 1, la dimensione della molla in direzione radiale nella posizione di riposo (elemento maschio disinserito) è leggermente superiore alla profondità dell'incavo 15 così da sporgere nella sede. La molla ha sezione allungata con dimensione minore che è maggiore della distanza tra il fondo dell'incavo 15 e la superficie esterna del corpo mobile 14, così da entrare in interferenza con l'elemento 14 quando quest'ultimo viene inserito. Ciò fa sì che il corpo mobile 14 si inserisce con un leggero sforzo all'interno del corpo fisso 11, aiutato in questo dallo smusso di testa 16. Vantaggiosamente, le spire della molla 13 hanno una forma costituita da due tratti paralleli sostanzialmente rettilinei per appoggiare rispettivamente sul fondo della scanalatura 15 e sulla periferia dell'elemento mobile. Ciò fa sì che il contatto fra le spirali e gli elementi rispettivamente maschio 14 e femnina 11 non sia puntiforme ma pressoché lineare, garantendo quindi una migliore conduzione di corrente elettrica. I due tratti rettilinei possono essere raccordati da tratti sanicircolari .

Come mostrato in figura 3, in posizione di riposo, vale a dire con elemento mobile estratto, il piano medio delle spire si dispone in posizione radiale rispetto alla sede.

All'inserimento dell'elemento mobile, la molla viene compressa radialmente e "ciò provoca il coricamento delle spire, che vengono a disporsi inclinate rispetto al piano radiale, cerne mostrato in figura 4. L'inserimento del corpo mobile 14 e il coricamento della molla può essere facilitato anche da una lieve rotazione assiale del corpo 14 durante l'inserimento.

E' stato trovato che l'angolo formato dai piani medi delle spire a corpo mobile 14 inserito e disinserito può essere vantaggiosamente compreso fra 20 e 50 gradi, preferibilmente nell'intorno di 45 gradi. Con tali inclinazioni si ottiene un ottimo contatto garantendo nel contempo un'ottimale scorrevolezza del corpo nobile 14. L'inclinazione delle spire garantisce una elevata adattabilità agli scostamenti derivanti dal funzionamento. Ciò è dovuto al fatto che, con maschio 14 inserito, i due tratti rettilinei delle spire funzionano come barrette di torsione dando luogo ad una caratteristica freccia/carico ottimale.

La molla ha un numero di spire tale per cui le porzioni di tali spire prossime alla superficie esterna del corpo mobile si trovano sostanzialmente a contatto reciproco quando sono in posizione coricata.

E' da notare che come conseguenza dell'inclinazione si ha un virtuale allungamento della molla lungo l'incavo 15. Appare evidente che, perché la lunghezza finale della molla non superi la circonferenza dell'incavo 15, la molla a riposo deve essere più corta di detta circonferenza. I risultati migliori si ottengono per una molla più corta di circa il 15% rispetto a detta circonferenza. Una lunghezza maggiore consentirebbe una minore inclinazione delle spire e di conseguenza il corpo mobile di contatto 14 non potrebbe scorrere in modo adeguato entro il corpo fisso 11. Viceversa una lunghezza minore causerebbe una eccessiva inclinazione delle spire, con rischio di un loro infossamento nell'incavo 15 e perdita conseguente di contatto elettrico.

Il rapporto fra il passo della spirale 13 e il diametro del filo che la compone è vantaggiosamente compreso fra 1,5 e 2,5, preferibilmente nell'intorno di 2. Ciò permette una adeguata elasticità contemporaneamente ad un alto numero di punti di contatto e quindi porta alla possibilità di conduzione di una elevata corrente elettrica totale fra elemento fisso e mobile. A questo punto è chiaro come si siano raggiunti gli scopi prefissati, fornendo un contatto elettrico, robusto ed economico, che permette la conduzione di alte correnti fra due elementi reciprocamente mobili. La conformazione delle spire e la loro inclinazione rispetto alla direzione radiale dell'elemento di contatto fornisce elevati doti sia meccaniche che elettriche. Naturalmente la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi della presente invenzione è riportata a titolo esemplificativo di tali principi e non deve perciò essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato. Ad esempio, il dispositivo potrà essere realizzato, secondo le esigenze, con due o più incavi 15 paralleli fra loro ricavati all' interno del corpo fisso 11, nei quali incavi andranno inseriti un numero corrispondente di molle a spirale in modo da aumentare la corrente trasmissibile.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Contatto mobile per interruttori elettrici comprendente un corpo fisso (11) in cui è ricavata una sede che accoglie scorrevolmente un corpo nobile cilindrico (14), nella parete interna della sede essendo presente un incavo (15), circonferenziale entro cui è alloggiato un elemento conduttore (13) comprendente una pluralità di porzioni cedevoli che appoggiano sul corpo mobile (14), caratterizzato dal fatto che detto elemento conduttore (13) è costituito da una molla a spirale con sezione allungata avente dimensione trasversale minore che è maggiore della distanza tra il fondo dell'incavo (15) e la superficie esterna del corpo mobile (14), il corpo mobile determinando il coricamento delle spire della molla (13) per allontanamento del piano medio di dette spire dalla posizione di riposo radiale rispetto alla sede ( 15 ) .
2. 2. Contatto secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le spire della molla (13) hanno una forma costituita da due semicirconferenze intervallate da tratti sostanzialmente rettilinei.
3. 3. Contatto secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la molla (13) ha un numero di spire tale per cui le porzioni di tali spire prossime alla superficie esterna del corpo mobile (14), assumendo esse detta posizione coricata, si trovano sostanzialmente a contatto reciproco.
4. 4. Contatto secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l'angolo formato dai piani medi delle spire rispettivamente con corpo mobile (14) inserito e in posizione di riposo è sostanzialmente compreso fra 20 e 50 gradi, preferibilmente nell'intorno di 45 gradi.
5. 5. Contatto secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il rapporto fra il passo della spirale (13) e il diametro del filo che la compone è sostanzialmente conpreso fra 1,5 e 2,5, preferibilmente nell'intorno di 2.
6. 6. Contatto secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la lunghezza della molla in posizione distesa è minore di circa il 15% rispetto alla estensione circonferenziale dell'incavo.
7. 7 Contatto secondo rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che sulla fra corpo mobile e corpo fisso è disposto un anello di guida (12) in materiale a basso attrito per assicurare il centraggio reciproco.